Простой металлоискатель с пьезофильтром. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники / Металлоискатели

Комментарии к статье

Назначение и возможности

Этот металлоискатель, несмотря на малое число деталей и простоту в изготовлении, отличается достаточно большой чувствительностью. Крупные металлические предметы, такие как батарея отопления, он способен обнаружить на расстоянии до 60 см, мелкие же, например, монету диаметром 25 мм - на расстоянии 15 см.

Принцип действия

Принцип работы устройства основан на изменении частоты в измерительном генераторе под воздействием находящихся рядом металлов и выделении разностной частоты (биений) между измерительным и образцовым генератором.

Так как эта частота находится в звуковом диапазоне, ее можно услышать в наушниках.

Принципиальная схема

Принципиальная схема металлоискателя представлена на рис. 2.46. В данной схеме частота опорного генератора, выполненного на DD1.1, стабилизирована при помощи пьезоэлемента. В качестве пьезоэлемента использован пьезофильтр (ZQ1) на промежуточную частоту (465 кГц), имеющуюся в любом бытовом супергетеродинном радиоприемнике.

Такие элементы широко распространены и гораздо дешевле, чем кварцевые резонаторы. Применение пьезоэлемента позволяет повысить стабильность частоты опорного генератора по сравнению с обычными LC или RC генераторами, а, значит, увеличить дальность обнаружения металлических предметов.

Рис. 2.46. Принципиальная схема простого металлоискателя с пьезофильтром

Измерительный генератор собран на логическом элементе DD1.2 и содержит катушку (L1) в виде рамки, которая является датчиком. При приближении катушки к металлу меняется ее индуктивность, что приводит к изменению частоты автогенератора. Начальная частота автогенератора определяется элементами C1C2C3L1 и подстраивается при помощи регулируемого конденсатора С1, близкой к частоте опорного генератора (чуть больше или меньше чем 465 кГц).

На элементе DD1.3 сигналы двух генераторов смешиваются. Выходной сигнал DD1.3 содержит разностную гармонику, и, чтобы ее отделить от высокочастотных импульсов, установлен фильтр R3C5. Низкочастотный сигнал усиливается полевым транзистором VT2 и подается на звуковой излучатель - наушники BF1 BF2.

Применение в автогенераторах логических элементов КМОП микросхемы, благодаря их большому входному сопротивлению, позволяет получить высокую добротность в колебательном контуре поискового генератора, что повышает у него стабильность частоты. Это дает возможность работать при малых биениях и таким образом увеличить чувствительность металлоискателя. Питание автогенераторов стабилизировано при помощи прецизионного стабилитрона КС166В. Только параметрические стабилизаторы на напряжение около 6 В имеют близкий к нулю дрейф напряжения при изменении окружающей температуры.

Схема металлоискателя сохраняет работоспособность при снижении напряжения до 5 В, но в этом случае стабилизации напряжения питания не будет. Потребляемый металлоискателем ток (а, значит, и продолжительность работы) сильно зависит от сопротивления подключенных на выходе головных телефонов. По этой причине их сопротивление должно быть как можно больше (>100 Ом), для чего телефоны в наушниках подключены последовательно.

Резистор R7 ограничивает максимальный ток транзистора VT2 при коротком замыкании в наушниках, а резистор R6 позволяет регулировать громкость звука. Для удобства этот резистор объединен с включателем питания SA1.

Наушники соединяются через любое стандартное гнездо.

Гнездо Х2 предназначено для подключения сетевого зарядного устройства для аккумулятора G1. Это позволит выполнять подзарядку элементов питания не вынимая их из корпуса.

Элементная база

Конденсатор настройки С1 можно взять от любого миниатюрного радиоприемника (например КП-180). С2 и С3 должны быть с минимальным отрицательным ТКЕ (М47, М75), С4 и С5 из серии К10 (К10-17), С6 - К53-1 на 16 В.

Переменный резистор R6 - СП3-3бМ (он предусматривает горизонтальную установку на плате и имеет встроенный включатель SA1), подстроенный резистор R5 типа СПЗ-19а, остальные подойдут любые малогабаритные. Пьезорезонатор (пьезофильтр Z01) скорее всего подойдет любой из серии ФП1П1-61 (-01, -02, и т. д.), а также можно попробовать многие другие типы пьезофильтров от китайских приемников, имеющие три вывода.

Печатная плата

Детали устройства могут быть расположены на односторонней печатной плате из стеклотекстолита толщиной 1,5 мм и размерами 75 х 40 мм (рис. 2.47, а-б).

Плата желательно разместить вблизи от катушки датчика L1. Место, где закрепляется плата с элементами, экранировать не обязательно.

Изготовление катушки

Катушка датчика металлоискателя L1 имеет вид тороидальной рамки, (рис. 2.47, в). Она наматывается медным проводом ПЭВ диаметром 1,2 мм, на любой подходящей оправке диаметром 20 см, например, вырезанной из пенопласта.

Намотка следует выполнять внавал, 30 витков (индуктивность получается около 480 мкГн). После намотки катушки рамка нужно обмотать любой диэлектрической лентой (лакотканью или изолентой), а после этого - тонкой алюминиевой фольгой.

Можно применить также медную фольгу. У места выводов катушки участок около 10 мм закрывать фольгой не надо (между концами экрана оставляется зазор, как это показано на рис. 2.47, в).

Рис. 2.47. Простой металлоискатель с пьезофильтром: а - печатная плата; б - расположение элементов на плате; в - внешний вид поисковой катушки

Экран у катушки уменьшает влияние паразитных емкостей, что повышает стабильность рабочей частоты поискового автогенератора.

Применение толстого провода при изготовлении L1 обеспечивает более высокую добротность у катушки и придает жесткость рамке без использования дополнительных элементов крепления.

Автор: Шелестов И.

Смотрите другие статьи раздела Металлоискатели.

Читайте и пишите полезные комментарии к этой статье.

<< Назад

Последние новости науки и техники, новинки электроники:

Микропластик в атмосфере - скрытый ускоритель глобального потепления 31.05.2026

Микропластик уже давно признан одним из самых масштабных загрязнителей планеты. Он проникает в океаны, почву, организмы животных и даже в тело человека. Однако до недавнего времени мало кто задумывался о его влиянии на климатические процессы. Новое исследование показало, что микро- и нанопластик в атмосфере способен поглощать тепло, тем самым внося дополнительный вклад в глобальное потепление. Ученые обнаружили, что воздействие пластиковых частиц на климат зависит от их цвета. Светлые частицы отражают солнечный свет и способствуют некоторому охлаждению, в то время как более темные - активно поглощают тепло и излучение. Со временем пластик в атмосфере темнеет под воздействием ультрафиолета, что усиливает его согревающий эффект. Этот процесс напоминает пожелтение пластиковых парковочных талонов, оставленных на солнце. Соавтор исследования, заслуженный профессор наук о Земле в Университете Дьюка Дрю Шинделл отметил, что влияние микропластика на изменение климата пока относительно не ...>>

Универсальный бытовой робот-гуманоид GigaAI SeeLight S1 31.05.2026

Развитие робототехники постепенно переносит сложные машины из промышленных цехов прямо в повседневную жизнь людей. Китайская компания GigaAI сделала важный шаг в этом направлении, представив SeeLight S1 - первую в стране модель универсального бытового робота-гуманоида. Эта разработка призвана взять на себя рутинные домашние дела и стать настоящим помощником в повседневной жизни. Уже в конце текущего месяца сотня роботов SeeLight S1 начнет проходить испытания в специализированном жилом комплексе, предназначенном для работников высокотехнологичных отраслей. По словам генерального директора GigaAI Чжу Чжэна, в первой половине 2027 года роботы будут переданы для бесплатного тестирования обычным семьям в Ухане - столице провинции Хубэй. Такой подход позволит собрать реальные данные о работе устройства в домашних условиях. В демонстрационном видео робот, передвигающийся на колесах, уверенно справляется с множеством бытовых задач. Он нарезает овощи, жарит яйца, загружает стиральную маши ...>>

Вкусовые пристрастия формируются еще в утробе 30.05.2026

Предпочтения человека к еде закладываются задолго до первого прикорма. Современная наука подтверждает, что ребенок начинает знакомиться с ароматами и вкусами пищи еще до рождения, через околоплодные воды. Новое международное исследование показало, что регулярное потребление определенных продуктов беременной женщиной может формировать долгосрочные пищевые предпочтения у ребенка, сохраняющиеся даже спустя годы после появления на свет. Ученые из университетов Великобритании, Франции и Нидерландов провели эксперимент с участием беременных женщин. Одной группе будущих мам давали капсулы с порошком капусты кейл, другой - с порошком моркови. Реакцию детей на эти запахи проверяли в три этапа: сначала в утробе матери с помощью 4D-УЗИ на поздних сроках беременности, затем в возрасте трех месяцев и, наконец, когда детям исполнилось три года. Результаты оказались весьма убедительными. Дети женщин, принимавших порошок кейла, положительно реагировали на запах этой капусты, но негативно - на ар ...>>

Случайная новость из Архива Твердотельные диски 3-bit NAND от Samsung 10.05.2014 Компания Samsung Electronics объявила о начале серийного производства высокопроизводительных твердотельных дисков 3-bit NAND, предназначенных для серверов и центров обработки данных. Новые твердотельные диски позволят ЦОДам более качественно управлять рабочими нагрузками при обработке трафика социальных сетей, просмотре веб-страниц и электронной почты, а также повышать производительность работы, сообщили CNews в Samsung. Как ожидается, развертывание твердотельных дисков 3-bit MLC (многоуровневые ячейки) NAND (сначала в крупных центрах обработки данных) начнется уже в этом квартале. "Мы прогнозируем активный рост рынка твердотельных дисков, так как эти новые модели обеспечивают значительное повышение рентабельности инвестиций в ЦОД, что в итоге позволит активно применять твердотельные диски в ИТ-системах позднее в этом году", - заявил Юнг Хьюн Джун, исполнительный вице-президент, подразделение продаж и маркетинга решений памяти, Samsung Electronics. По информации компании, новые твердотельные диски PM853T, доступные в формате 240 ГБ, 480 ГБ и 960 ГБ, подходят для использования в крупных центрах обработки данных, где обрабатывается интернет-трафик. 3-разрядные твердотельные диски обеспечивают высокие значения IOPS (количество операций ввода-вывода в секунду) при произвольной записи и чтении, а также высокое качество обслуживания (QoS), что особенно важно как для ЦОДов, так и для облачных серверных приложений, подчеркнули в Samsung. Расширяя рынок для твердотельных дисков, новая модель PM853T позволит ИТ-директорам оптимизировать процесс модернизации твердотельных дисков на всех уровнях инвестиций, как и в случае с потребительскими версиями твердотельных дисков. По данным компании, модель PM853T обеспечивает рост производственной эффективности в 30% по сравнению с твердотельными дисками на основе компонентов флэш-памяти 2-bit NAND. Благодаря компонентам флэш-памяти 3-bit NAND класса 10 нм и современным контроллерным технологиям от Samsung новый диск обеспечивает скорость последовательного чтения 530 МБ/с и скорость последовательной записи 420 МБ/с. Кроме того, он поддерживает скорость произвольного чтения данных 90 тыс. IOPS и постоянную скорость произвольной записи 14 тыс. IOPS. Согласно результатам исследования IHS iSuppli, оборот международного рынка твердотельных дисков вырастет приблизительно на 30% - с $9,4 млрд в 2013 г. до $12,4 млрд в 2014 г. Ожидается, что этот рынок сохранит высокие показатели роста в течение нескольких следующих лет, достигнув в итоге показателя в $20 млрд в 2017 г.

Другие интересные новости:

▪ Разорительное топливо из зелени

▪ Химический синтез против супербактерий

▪ Ультрапортативный накопитель Samsung Portable SSD T1

▪ Музыка помогает учиться

▪ Дверца в мир снов

Лента новостей науки и техники, новинок электроники

Интересные материалы Бесплатной технической библиотеки:

▪ раздел сайта Телефония. Подборка статей

▪ статья Диоген Синопский. Знаменитые афоризмы

▪ статья Какие бывают черепахи? Подробный ответ

▪ статья Кокаиновый кустарник. Легенды, выращивание, способы применения

▪ статья Черный матовый лак. Простые рецепты и советы

▪ статья Перчатки, окрашивающиеся в карманах. Секрет фокуса

[an error occurred while processing this directive] Оставьте свой комментарий к этой статье:

www.diagram.com.ua
2000-2026